Gids voor PCB-testmethoden

Spring naar:

• Waarom is PCB-testen nodig?
• Wat wordt er getest?
• Soorten PCB-testmethoden
• Hoe u uw PCB kunt beschermen met betere ontwerpen
• Kies Millenium Circuits

Gids voor testmethoden voor printplaten

Het laatste wat een ontwerper wil, is op het laatste moment ontdekken dat zijn product defect is. Alle soorten elektronica, zelfs als ze goed zijn ontworpen en zorgvuldig zijn gebouwd, zijn vatbaar voor problemen. Veel elektronica komt uit het prototypestadium met veel bugs en problemen die hun ontwerpers kunnen oplossen. Als er echter iets onopgemerkt blijft totdat het product in het veld is, kan dit enorme problemen voor het bedrijf betekenen.

Het testen van elektronica is zo belangrijk, vooral voor printplaten (PCB's), omdat het verschillende problemen voorkomt. Om een ​​beter idee te krijgen van hoe PCB-testen uw PCB-producten kunnen verbeteren, leest u meer over wat PCB-testen is en welke primaire methoden worden gebruikt om PCB's te evalueren.

Waarom PCB-testen nodig zijn

Testen is een cruciaal onderdeel van het productieproces voor PCB's. Wanneer PCB-tests worden uitgevoerd tijdens de productiecyclus, kan dit helpen geld te besparen en problemen te voorkomen als het gaat om de uiteindelijke productierun.

Sommige ontwerpanalysetechnieken kunnen in de vroege stadia worden gebruikt om grote problemen tijdens het productieproces te minimaliseren, maar er is ook een breed scala aan PCB-testmethoden die op fysieke borden kunnen worden gebruikt. Deze tests, uitgevoerd op prototypes of kleinschalige assemblages, kijken het meest naar mogelijke kortsluitingen, problemen met soldeerverbindingen en functionaliteit, zodat elke geteste PCB zal functioneren zoals bedoeld.

Vraag een gratis offerte aan

Voordelen van PCB-testen

Veel bedrijven zien PCB-testen als een absolute must vanwege de vele voordelen die het hen biedt. Bekijk enkele van de volgende belangrijkste voordelen van PCB-testen:

• Identificatie van bugs: Het belangrijkste voordeel van PCB-testen is dat het helpt bij het identificeren van problemen in PCB's. Of het nu gaat om functionaliteit, maakbaarheid of ergens anders, PCB-tests identificeren problemen in een PCB-ontwerp en lay-out, zodat ontwerpers dienovereenkomstig kunnen aanpassen.
• Tijdbesparing: PCB-testen in de vroege stadia kunnen op de lange termijn helpen om tijd te besparen, waardoor ontwerpers belangrijke problemen tijdens de prototypingfase kunnen identificeren. Grondige tests stellen ontwerpers in staat om snel en gemakkelijk de oorzaak van elk probleem vast te stellen en aanpassingen door te voeren zodat ze sneller kunnen doorgaan met de productie en de doorlooptijd van het product kunnen verkorten.
• Kostenreductie: PCB-testen voorkomen verspillende productie van defecte producten door prototypes en kleinschalige assemblages te gebruiken om de producten te testen. Door vroeg in het ontwerpproces grondig te testen, kunnen ontwerpers verspillende volledige assemblages van defecte PCB's voorkomen en ervoor zorgen dat het ontwerp zo foutloos mogelijk is voordat het in productie gaat. Deze stap helpt om de productiekosten aanzienlijk te verlagen.
• Minder geretourneerde producten: Wanneer bedrijven PCB-tests uitvoeren, verkleinen ze de kans op het verkopen van defecte producten of producten die niet aan de prestatienormen voldoen. Als gevolg hiervan zien ze niet zoveel geretourneerde producten, wat leidt tot lagere kosten in verband met het terugbetalen van klanten en het omgaan met defecte goederen. Bovendien kan het hebben van minder geretourneerde producten leiden tot een hogere klanttevredenheid en een betere bedrijfsreputatie.
• Verhoogde veiligheid: Aangezien PCB's vaak worden gebruikt in essentiële elektronische technologieën, kan het falen ervan grote problemen veroorzaken voor de productiviteit van een bedrijf of het vermogen van een organisatie om essentiële diensten uit te voeren. Een defecte printplaat kan brand veroorzaken, waardoor de mensen in de buurt mogelijk gevaar lopen. Testen voorafgaand aan de productie kan er ook voor zorgen dat machines en werknemers niet worden beschadigd of gewond door een onjuist ontwerp tijdens de productie.

Hoewel grondige tests niet nodig zijn voor alle soorten PCB's, met name gerijpte producten die ver in hun productlevenscyclus zitten, moeten de meeste nieuwe PCB-ontwerpen het ontwerpproces robuust en frequent testen. Door een geschikte PCB-testprocedure vast te stellen voor de behoeften van uw organisatie, kunt u de voordelen van PCB-testen ervaren.

Wat is PCB-testen en wat wordt er getest?

PCB-testen en inspectie omvatten een breed scala aan testmethoden voor printplaten die controleren of een PCB aan de normen voldoet. Sommige van deze PCB-standaarden draaien om ervoor te zorgen dat de PCB goed functioneert volgens de specificaties van een project en dat deze geen defecten vertoont. Om deze inspecties en PCB-tests uit te voeren, worden elektrische bordtesters en andere testmethoden voor printplaten gebruikt.

Testprocedures voor printplaten evalueren verschillende componenten van PCB's. Deze componenten worden in detail geanalyseerd om hun kwaliteit te waarborgen. De geteste primaire componenten vindt u hieronder:

• Lamineren: De kwaliteit van het lamineren is essentieel voor de levensduur van een printplaat - afbladderend laminaat kan problemen veroorzaken in de uiteindelijke functionaliteit van een bord. Over het algemeen wordt bij tests op laminering gekeken naar de weerstand van het laminaat tegen afpellen door kracht of toepassing van warmte.
• Koperen beplating :De koperfolie op een PCB is op het bord gelamineerd om geleidbaarheid te bieden, maar de kwaliteit van het koper wordt vaak getest, waarbij de treksterkte en rek in detail worden geanalyseerd.
• Soldeerbaarheid: Het testen van de soldeerbaarheid van een materiaal is essentieel voor een functionerende PCB, omdat het ervoor zorgt dat componenten stevig op het bord kunnen worden bevestigd en soldeerfouten in het eindproduct worden voorkomen. De meest geanalyseerde factor is bevochtiging, wat verwijst naar hoe goed een oppervlak vloeibaar soldeer accepteert.
• Kwaliteit van gatenmuur: De kwaliteit van de gatenwand is een ander essentieel onderdeel van een PCB en zorgt ervoor dat de gatenwanden niet barsten of delamineren wanneer de PCB het veld ingaat. Gatenwanden worden over het algemeen geanalyseerd in omgevingen met cyclische en snel veranderende temperaturen om te zien hoe goed ze reageren op thermische stress.
• Elektrisch: Elektrische geleidbaarheid is essentieel voor elke PCB, dus het vermogen van een PCB om elektrische stromen door te laten met minimale lekkage is een veelvoorkomende test.
• Omgeving: Veel PCB's werken in vochtige omgevingen, dus een algemene test voor PCB's is voor waterabsorptie. Bij dit soort tests wordt de PCB gewogen voor en nadat hij in een vochtige omgeving is geplaatst, en elke significante gewichtsverandering resulteert in een onvoldoende.
• Reinheid: Reinheid voor PCB's is het vermogen om omgevingsfactoren zoals corrosie en vochtigheid te weerstaan. Over het algemeen omvatten deze tests het analyseren van PCB's voor en nadat ze door verschillende omgevingsomstandigheden zijn gebracht.

De meeste van deze factoren worden geanalyseerd in vroege materiaaltesten en omgevingstests. Factoren zoals elektrische geleidbaarheid en algemene functionaliteit worden echter geanalyseerd met verschillende methoden en apparatuur.

Soorten PCB-testmethoden

Er zijn verschillende PCB-testmethoden beschikbaar, en geen enkele zal elk probleem opvangen of aan de vereisten van elke ontwerper voldoen. Elke testmethode moet nauwkeurig worden overwogen om te bepalen of deze voldoet aan de specifieke behoeften van uw productieomgeving. Enkele factoren waarmee u rekening moet houden, zijn het type product dat u test, de problemen waarop u test en de betrouwbaarheid van de testmethode. Om u een overzicht te geven van de beschikbare testmethoden, hebben we hieronder de belangrijkste eigenschappen van vier populaire soorten PCB-testmethoden samengevat:

1. In-Circuit-test (ICT)

In-circuit testen is een populaire PCB-testmethode die veel PCB-fabrikanten het liefst gebruiken, en het kan 98% van de fouten vinden. Deze testmethode maakt gebruik van speciale PCB-teststappen en apparatuur, waaronder:

• In-circuit tester: Het testersysteem bevat een matrix van honderden of duizenden drivers en sensoren, die de metingen voor de test uitvoeren.
• Armatuur: Een armatuur wordt aangesloten op de in-circuit tester en is het onderdeel dat rechtstreeks samenwerkt met het geteste bord. Dit armatuur ziet eruit als een spijkerbed en is speciaal ontworpen voor het betreffende bord. Elk "spijker" of sensorpunt is verbonden met relevante punten op het testbord en geeft informatie terug aan de tester. Armaturen zijn over het algemeen het duurste onderdeel van dit systeem.
• Software: Software voor de tester instrueert het systeem welke tests moeten worden uitgevoerd voor elk type kaart dat wordt getest en dicteert de parameters voor een voldoende of niet geslaagd.

Met behulp van de ICT-methode kan een fabrikant afzonderlijke componenten testen en hun prestaties meten, ongeacht de andere componenten die eraan zijn gekoppeld. Over het algemeen is dit type testen het beste voor 3analoge circuits, omdat het het beste is bij het meten van weerstand, capaciteit en andere analoge metingen. Bovendien betekenen de kosten van de apparatuur dat deze testmethode het meest geschikt is voor het definitief testen van stabiele producten met een hoog volume, niet voor producties met een laag volume of vroege testfasen waarbij het ontwerp meerdere keren kan veranderen.

2. Fixtureless In-Circuit Test (FICT)/Flying Probe Test

De fixtureless in-circuit test (FICT), ook bekend als de flying probe-test, is een type ICT dat werkt zonder de aangepaste fixtures, waardoor de totale kosten van de test worden verlaagd. FICT werd voor het eerst geïntroduceerd in 1986 en gebruikt een eenvoudige armatuur om het bord vast te houden terwijl de testpinnen bewegen en relevante punten erop testen met behulp van een softwaregestuurd programma. Sinds de introductie is FICT wijdverbreid gebruikt in de elektronica-industrie vanwege zijn veelzijdigheid.

FICT-testen wordt voor dezelfde dingen gebruikt als traditionele ICT, maar door de manier waarop het testen gaat, biedt het verschillende voor- en nadelen. Hoewel FICT in staat is om zich snel, gemakkelijk en kosteneffectief aan te passen aan nieuwe borden, met een eenvoudige programmeerwijziging, is het meestal langzamer dan de traditionele ICT. Deze kwaliteit maakt het een ideale testmethode voor kleine productietests en prototypetests, maar minder effectief voor grootschalige productie.

3. Functionele circuittest

Een functionele circuittest is precies hoe het klinkt:het test de functie van het circuit. Dit type testen komt altijd aan het einde van het fabricageplan, waarbij een functionele tester wordt gebruikt om te controleren of een afgewerkte PCB voldoet aan de specificaties.

Enkele antwoorden op veelgestelde vragen over functionele circuittests en hoe ze werken, vindt u hieronder:

• Hoe werken functionele testers? Functionele testers zijn er in verschillende soorten, maar delen over het algemeen dezelfde functie:ze simuleren de uiteindelijke omgeving waarin de PCB zou moeten functioneren. Functionele testers doen dit meestal door te communiceren met de PCB via de testsondepunten of randconnectoren en te testen om te certificeren dat de PCB functioneert volgens ontwerpspecificaties.
• Zijn functionele circuits hetzelfde als ICT's? In sommige opzichten zijn functionele circuittests vergelijkbaar met ICT's omdat ze connectoren gebruiken om aan het bord te bevestigen. In het geval van functionele circuittesters gebruiken ze pogo-pin-apparaten om verbinding te maken met de PCB en hebben ze over het algemeen minder pinnen nodig dan een ICT-armatuur. De testapparatuur voert vervolgens programma's uit om de printplaat te testen, zodat de apparatuur precies werkt zoals bedoeld.
• Wanneer vinden functionele circuittests plaats? Zoals eerder vermeld, zijn functionele circuittests het laatste type test dat moet worden voltooid in een PCB-productieplan, om ervoor te zorgen dat het product naar buiten gaat volgens de specificaties.
• Wat evalueert een functionele circuittest? Over het algemeen kijken functionele circuittests alleen naar de functionaliteit van het product als geheel en beoordelen deze op een geslaagde of mislukte basis. Als gevolg hiervan is het geen ideale testmethode voor vroege prototypes, omdat het geen details identificeert over wat er mis is met het product.

4. Grensscantesten

De grensscantest kijkt naar de draadlijnen op PCB's en wordt veel gebruikt als een manier om geïntegreerde schakelingen te testen wanneer het niet mogelijk is om alle knooppunten van het circuit te bereiken. Bij dit type test worden cellen in de draden van het silicium naar de externe pinnen geplaatst, waardoor de functionaliteit van het bord wordt getest.

De grote onderscheidende kwaliteit van dit type test is het vermogen om een ​​bord te beoordelen zonder alle knooppunten te bereiken. Deze kwaliteit is belangrijk voor het evalueren van geïntegreerde schakelingen met meerdere lagen en een hoge dichtheid, aangezien dit soort PCB's de laatste jaren steeds gebruikelijker zijn geworden.

Deze testmethode is in feite vrij veelzijdig en kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder tests op systeemniveau, geheugentests, flash-programmering en emulatie van de centrale verwerkingseenheid (CPU), naast andere functies. Het wordt vaak gebruikt in de buitendienst om problemen in functionerende systemen op te sporen.

Hoe u uw PCB kunt beschermen met betere ontwerpen

Om uw printplaat beter te beschermen en door een inspectie en test te laten komen, kunt u overwegen gebruik te maken van enkele van de beste ontwerptechnieken die tegenwoordig beschikbaar zijn. Design for Manufacturing (DFM), Design for Assembly (DFA), Design for Test (DFT) en Design for Supply Chain (DFSC) zijn allemaal enkele van de beste ontwerptechnieken die worden gebruikt om ervoor te zorgen dat een PCB correct wordt vervaardigd.

In wezen gebruiken ontwerpers deze technieken in de schema- en simulatiefase om ervoor te zorgen dat een PCB aan verschillende parameters en normen voldoet voordat deze naar de productiefase wordt gestuurd. Lees hieronder meer over DFM, DFA, DFSC en DFT.

Ontwerp voor productie

DFM is het proces van het arrangeren van een PCB-topologie met het fabricageproces in gedachten. Met deze ontwerpmentaliteit is de PCB-layouttopologie bedoeld om problemen te verminderen die typisch optreden tijdens de fabricage- en assemblageprocessen, waaronder:

• Slivers en eilanden: Stukken vrij zwevend koper op een PCB-laag kunnen problemen veroorzaken in een PCB-ontwerp, wat meestal gebeurt wanneer een ontwerp meerdere gebieden bevat met kleine kopereilandjes tussen sporen. Deze stukken kunnen losraken en interferentie veroorzaken op andere delen van het bord en eilanden, impedantie traceren, onnauwkeurigheden traceren, impedantie en andere problemen.
• Soldeer bruggen: Wanneer sporen en pinnen te dicht bij elkaar worden geplaatst en er geen soldeermasker wordt gebruikt in een ontwerp, kan soldeer bruggen tussen pinnen creëren, waardoor kortsluiting en corrosie ontstaan, samen met andere problemen.
• Koper tot rand: Soms zit het koper op een PCB te dicht bij de rand van het bord, waardoor er tijdens het etsproces kortsluiting ontstaat wanneer er een elektrische stroom wordt toegepast.

DFM-tests moeten vroeg in een projecttijdlijn worden geïmplementeerd om de totale kosten en ontwikkelingstijd te verminderen. Er zijn tal van softwareprogramma's beschikbaar die problemen identificeren zoals hierboven vermeld.

Ontwerp voor montage

Voor elke PCB-assemblage is het essentieel om componenten stevig op de printplaat te bevestigen. Helaas kan dit moeilijk zijn wanneer het ontwerp moeilijk te monteren is, daarom is DFA essentieel. Met DFA is het doel om te bepalen hoe de PCB moet worden ontworpen, zodat de assembler zijn taak snel en effectief kan voltooien.

Het DFA-proces omvat de volgende stappen:

• Minimaliseer materiaalinvoer.
• Kies gemakkelijk verkrijgbare componenten.
• Geef componenten voldoende ruimte tussen elkaar.
• Algemene normen voor PCB-ontwerp toepassen.
• Maak markeringen voor componenten nauwkeurig en duidelijk.

Net als DFM moeten DFA-tests vroeg in een projectontwerpproces worden geïmplementeerd om de productiekosten en productontwikkelingstijd te minimaliseren. Er zijn PCB-testsoftwareprogramma's beschikbaar om ervoor te zorgen dat PCB-ontwerpen voldoen aan de DFA-normen.

Ontwerp voor test

DFT is een type ontwerp dat het testen grondiger en goedkoper maakt. In wezen zijn PCB's die zijn ontworpen met DFT in gedachten, ontworpen om het gemakkelijk te maken om fouten te detecteren en te lokaliseren. Op deze manier is het gemakkelijker om tests snel en nauwkeurig uit te voeren, waardoor er minder tijd nodig is om te testen. Om dit te laten werken, moeten ontwerpers precies weten welk type testmethoden ze in elke productiefase zullen gebruiken en de PCB zo ontwerpen dat deze er optimaal mee werkt.

DFT kan veel extra ontwerp- en engineeringinspanningen vergen in het PCB-ontwerpproces, waardoor de tijd die tijdens het testen is bespaard, gemakkelijk wordt goedgemaakt. De hoeveelheid tijd die eraan wordt besteed, wordt echter gemakkelijk goedgemaakt door een algehele daling van de productiekosten. Omdat fouten gemakkelijker te vinden zijn, is het minder waarschijnlijk dat PCB's met verborgen fouten worden verzonden, wat de kosten van ontevredenheid van de klant en mogelijke terugroepacties verlaagt.

Ontwerp voor toeleveringsketen

Een ding waar veel ontwerpers geen rekening mee houden, is de levenscyclus van een product of onderdeel. Vaak raken bepaalde componenten verouderd tijdens de productlevenscyclus van een PCB en wordt het moeilijker om die component op een kosteneffectieve manier in te kopen. Het is essentieel om rekening te houden met de levenscycli van componenten bij het ontwerpen van nieuwe producten met DFSC-technieken.

Op de hoogte blijven van levenscycli omvat ook het praten met een ervaren contractfabrikant voor elektronica om de voorraadbeschikbaarheid en alternatieve inkoop voor de componenten van een PCB vroeg in het ontwerpproces te bepalen. Op de lange termijn zal deze DFSC-strategie helpen om geld te besparen door een lange levensduur van een PCB-ontwerp te garanderen.

Kies millenniumcircuits voor PCB-testen

Ongeacht de methode die u gebruikt, het testen van PCB's is een essentiële stap in het ontwerpproces en helpt uw ​​bedrijf veel tijd en geld te besparen door bugs te voorkomen voordat ze uw productie beïnvloeden. Om echter met succes tests uit te voeren op uw PCB's, heeft u een leverancier nodig die u kunt vertrouwen om ervoor te zorgen dat uw prototypes elke keer op bestelling worden gemaakt. Millennium Circuits Limited kan helpen.

We bieden verschillende prototypes en kleinschalige productiediensten die kunnen helpen uw testproces te versnellen. Met ongelooflijke betrouwbaarheid en geen verborgen kosten, zorgen we ervoor dat u erop kunt vertrouwen dat we u hoogwaardige prototypes leveren voor uw volgende ronde van PCB-testen. Vraag vandaag nog een offerte aan!

Vraag een gratis offerte aan